package study.数据结构.非线性结构.树.线索化二叉树;

/*
    线索化二叉树
        注意：  只适合完全二叉树
 */
public class ThreadedBinaryTreeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        HeroNode n1 = new HeroNode(1, "aa");
        HeroNode n2 = new HeroNode(3, "bb");
        HeroNode n3 = new HeroNode(6, "cc");
        HeroNode n4 = new HeroNode(8, "dd");
        HeroNode n5 = new HeroNode(10, "ff");
        HeroNode n6 = new HeroNode(14, "ee");

        ThreadedBinary binaryTree = new ThreadedBinary();
        binaryTree.setRoot(n1);
        n1.setLeft(n2);
        n1.setRight(n3);
        n2.setLeft(n4);
        n2.setRight(n5);
        n3.setLeft(n6);
        System.out.println("使用中序线索化树");
        binaryTree.threadedNodes();
        HeroNode left = n5.getLeft();
        System.out.println("编号为10的前驱节点是 = " + left);
        HeroNode right = n5.getRight();
        System.out.println("编号为10的后继节点是 = " + right);

        //当线索化二叉树后，原来的遍历方法就不能用了
        System.out.println("使用线索化的方式遍历树");
        binaryTree.threadedList();
    }
}

//定义一个二叉树   实现了线索化功能的二叉树
class ThreadedBinary {
    private HeroNode root;
    //为了实现线索化  需要指向当前节点的前驱节点的指针
    //在递归实现线索化时，pre总是保留前一个节点
    private HeroNode pre = null;

    public void setRoot(HeroNode root) {
        this.root = root;
    }

     //遍历线索化二叉树的方法
    public void threadedList() {
        //定义一个变量，存储当前遍历的节点,从root开始   辅助指针，用来遍历
        HeroNode node = root;
        while (node != null) {
            //循环的找到leftType==1的节点
            //leftType会随着遍历而变化，因为当leftType=1的时候，说明该节点是按照线索化处理后的有效节点
            while (node.getLeftType() == 0) {
                node = node.getLeft();
            }
            //打印当前节点
            System.out.println(node);
            //如果当前节点的右指针指向的是后继节点，就一直输出 即leftType==1
            while (node.getRightType()==1){
                //获得当前节点的后继节点
                node = node.getRight();
                System.out.println(node);
            }
            //替换这个遍历的节点
            node = node.getRight();
        }
    }


    //重载
    public void threadedNodes() {
        threadedNodes(root);
    }

    //对节点进行线索化  node就是当前需要线索化的节点
    private void threadedNodes(HeroNode node) {
        //如果node==null ，就不能线索化
        if (node == null) {
            return;
        }
        //1、先线索化左子树
        threadedNodes(node.getLeft());

        //2、线索化当前节点
        //处理当前节点的前驱节点
        if (node.getLeft() == null) {
            //让当前节点的左指针指向pre
            node.setLeft(pre);
            //修改当前节点的左指针类型 1  ,指向前驱节点
            node.setLeftType(1);
        }
        //处理后继节点，因为二叉树是单向的不能同时在一个节点上处理左右指针，所以后续需要下一次循环再处理
        if (pre != null && pre.getRight() == null) {
            pre.setRight(node);
            pre.setRightType(1);
        }
        //移动pre指针，保证可以进行遍历
        pre = node;

        //3、线索化右子树
        threadedNodes(node.getRight());
    }

    public void deleteNode(int no) {
        if (root != null) {
            if (root.getNo() == no) {
                root = null;
                return;
            } else {
                root.deleteNode(no);
            }
        } else {
            System.out.println("二叉树为空，不能进行删除");
        }
    }
}

//创建HeroNode
class HeroNode {
    private int no;
    private String name;
    private HeroNode left;   //默认为空
    private HeroNode right;  //默认为空

    //说明
    //1、如果leftType=0 表示指向的左子树 。如果leftType=1 表示指向前驱节点
    //2、如果rightType=0 表示指向的右子树 。如果rightType=1 表示指向后继节点
    private int leftType;
    private int rightType;

    public int getLeftType() {
        return leftType;
    }

    public void setLeftType(int leftType) {
        this.leftType = leftType;
    }

    public int getRightType() {
        return rightType;
    }

    public void setRightType(int rightType) {
        this.rightType = rightType;
    }

    public HeroNode(int no, String name) {
        this.no = no;
        this.name = name;
    }

    public int getNo() {
        return no;
    }

    public void setNo(int no) {
        this.no = no;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public HeroNode getLeft() {
        return left;
    }

    public void setLeft(HeroNode left) {
        this.left = left;
    }

    public HeroNode getRight() {
        return right;
    }

    public void setRight(HeroNode right) {
        this.right = right;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "HeroNode{" +
                "no=" + no +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }

    //前序遍历的方法
    public void preOrder() {
        System.out.println(this);   //先输出父节点
        //递归向左子数前序遍历
        if (this.left != null) {
            this.left.preOrder();
        }
        //递归  向右子树前序遍历
        if (this.right != null) {
            this.right.preOrder();
        }
    }

    //中序遍历的方法
    public void infixOrder() {
        //递归向左子树中序遍历
        if (this.left != null) {
            this.left.infixOrder();
        }
        //输出当前节点
        System.out.println(this);
        //递归向右子树  中序遍历
        if (this.right != null) {
            this.right.infixOrder();
        }
    }

    //后序遍历的方法
    public void postOrder() {
        if (this.left != null) {
            this.left.postOrder();
        }
        if (this.right != null) {
            this.right.postOrder();
        }
        System.out.println(this);
    }

    //前序遍历查找
    public HeroNode preOrderSearch(int no) {
        //比较当前节点是不是
        if (this.no == no) {
            return this;
        }
        //判断当前节点的左子节点是否为空，如果不为空，则递归前序查找
        //如果左递归前序查找，找到节点  则返回
        HeroNode resNode = null;
        if (this.left != null) {
            resNode = this.left.preOrderSearch(no);
        }
        if (resNode != null) {  //说明在左子数找到了
            return resNode;
        }
        //左递归没找到， 判断但钱节点的右子节点是否为空，如果不为空则递归前序查找
        if (this.right != null) {
            resNode = this.right.preOrderSearch(no);
        }
        return resNode;
    }

    //中序遍历查找
    public HeroNode infixOrderSearch(int no) {
        HeroNode resNode = null;
        if (this.left != null) {
            resNode = this.left.infixOrderSearch(no);
        }
        if (resNode != null) {
            return resNode;
        }
        if (this.no == no) {
            return this;
        }
        if (this.right != null) {
            resNode = this.right.infixOrderSearch(no);
        }
        return resNode;
    }

    //后序遍历查找
    public HeroNode postOrderSearch(int no) {
        HeroNode resHero = null;
        if (this.left != null) {
            resHero = this.left.postOrderSearch(no);
        }
        if (resHero != null) {
            return resHero;
        }
        if (this.right != null) {
            resHero = this.right.postOrderSearch(no);
        }
        if (resHero != null) {
            return resHero;
        }
        if (this.no == no) {
            return this;
        }
        return resHero;
    }

    //递归删除节点
    //1、如果删除的节点是叶子节点，则删除该节点
    //2、如果删除的节点是非叶子节点，则删除该子树
    public void deleteNode(int no) {
//思路
/*
    1、因为二叉树是单向的，所以我们是判断当前节点的子节点是否需要删除节点，而不能去判断当前这个节点是不是删除节点
    2、如果当前节点的左子节点不为空，而且左子节点就是要删除的节点，就将它置空，并且返回
    3、如果当前节点的右子节点不为空，而且右子节点就是要删除的节点，就将它置空，并且返回
    4、如果第2和第3步没有删除节点，那么我们就需要向左子树进行递归删除
    5、如果第4步也没有删除节点，则应当向右子树进行递归删除
 */
        if (this.left != null && this.left.no == no) {
            this.left = null;
            return;
        }
        if (this.right != null && this.right.no == no) {
            this.right = null;
            return;
        }
        if (this.left != null) {
            this.left.deleteNode(no);
        }
        if (this.right != null) {
            this.right.deleteNode(no);
        }
    }
}
